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西門子PLC的工程應(yīng)用第1講 西門子PLC在鋼鐵熱軋工程收集區(qū)中的應(yīng)用

浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院　李方園

1　概述

鋼鐵熱軋是相對于鋼鐵冷軋而言的，冷軋是在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的軋制，而熱軋就是在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的軋制。在熱軋工程中，收集區(qū)是繼粗軋、精軋后最重要的一環(huán)，它主要包括卷取、退卷、換卷等相關(guān)任務(wù)。圖1所示為某熱軋工程中的收集區(qū)概況。

圖1　收集區(qū)概況

收集區(qū)的控制設(shè)備主要包括：卷曲機(jī)機(jī)前對中裝配電機(jī)，機(jī)上輥道電機(jī)；卷曲機(jī)機(jī)前導(dǎo)板裝配氣缸，機(jī)上導(dǎo)尺電機(jī)、氣缸；1#夾送輥壓帶油缸，2#夾送輥壓卷油缸；1#夾送輥抬輥氣缸，2#夾送輥抬輥氣缸；1#夾送輥活門氣缸，2#夾送輥活門氣缸；1#夾送輥的輥縫調(diào)整電機(jī)，2#夾送輥的輥縫調(diào)整電機(jī)；1#卷取機(jī)卷筒漲縮液壓缸，2#卷取機(jī)卷筒漲縮液壓缸；1#卷取機(jī)十字推鋼液壓缸，2#卷取機(jī)十字推鋼液壓缸；1#卷取機(jī)助卷輥輥縫調(diào)整電機(jī)，2#卷取機(jī)助卷輥輥縫調(diào)整電機(jī)；1#卷取機(jī)助卷輥的四個氣缸，2#卷取機(jī)助卷輥的四個氣缸；1#卷取機(jī)上導(dǎo)板擺動液壓缸，2#卷取機(jī)上導(dǎo)板擺動液壓缸；1#卷取機(jī)卷軸支撐液壓缸，2#卷取機(jī)卷軸支撐液壓缸；1#卸卷小車橫移液壓缸，2#卸卷小車橫移液壓缸；1#卸卷小車升降液壓缸，2#卸卷小車升降液壓缸；1#卸卷小車翻轉(zhuǎn)液壓缸，2#卸卷小車翻轉(zhuǎn)液壓缸；1#液壓升降臺液壓缸，2#液壓升降臺液壓缸；1#液壓步進(jìn)梁升降液壓缸，2#液壓步進(jìn)梁升降液壓缸；1#液壓步進(jìn)梁橫移液壓缸，2#液壓步進(jìn)梁橫移液壓缸；1#液壓步進(jìn)梁風(fēng)冷電機(jī)，2#液壓步進(jìn)梁風(fēng)冷電機(jī)；1#液壓升降臺架液壓缸，2#液壓升降臺架液壓缸；成品收集鏈電機(jī)，液壓推鋼油缸；液壓翻鋼油缸，電動平車電機(jī)；稀油潤滑站，液壓站，空氣壓縮機(jī)站。其工作流程如圖2所示。

圖2　收集區(qū)工作示意

2　熱軋工程收集區(qū)自動化配置

根據(jù)實(shí)際工程情況，熱軋工程主要設(shè)置了多個PLC系統(tǒng)，主PLC均采用S7-400 CPU。其中收集區(qū)是其中的第3個PLC，并在其下設(shè)置了7個遠(yuǎn)程站，每個遠(yuǎn)程站的I/O點(diǎn)數(shù)如表1所示。

表1　收集區(qū)每個遠(yuǎn)程站的I/O點(diǎn)數(shù)配置

3　熱軋工程收集區(qū)ET200M硬件配置

圖3所示為熱軋工程收集區(qū)的硬件配置圖，它共有一個主站CPU416-2DP和7個ET200M從站。

圖3　硬件配置圖

圖4所示為DP從站ET200M 1＃站的常規(guī)參數(shù)設(shè)置，它包括訂貨號6ES7153-1AA03-0XB0、從站類型ET200M、PROFIBUS地址9和診斷地址8180等信息。其他遠(yuǎn)程站的常規(guī)參數(shù)與此類似，不同的是PROFIBUS地址。

圖4　1＃遠(yuǎn)程站DP從站屬性

4　熱軋工程收集區(qū)主程序

主程序主要是調(diào)用各個功能，具體如圖5所示。

圖5　主程序

這里以1#卸卷程序塊FC23和運(yùn)卷程序塊FC25為例進(jìn)行簡單介紹。

（1）1#卸卷小車電控要求

該設(shè)備由卸卷小車液壓升降機(jī)構(gòu)、行走小車液壓橫移機(jī)構(gòu)、行走小車液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。其工作流程如下：接卷前，行走小車處于接卷等待位置，卷曲機(jī)卷軸支撐打開后，行走小車液壓橫移到接卷位置，液壓升降液壓缸動作接卷，行走小車液壓橫移到翻卷位置，行走小車液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻卷，小車液壓升降機(jī)構(gòu)液壓缸動作遠(yuǎn)離帶卷，小車液壓橫移機(jī)構(gòu)動作到卸卷位置準(zhǔn)備卸卷，卸卷后反向返回到接卷位置。

（2）運(yùn)卷電控要求

在運(yùn)卷控制中主要涉及到兩個設(shè)備，即液壓升降臺與液壓步進(jìn)梁，這里以1＃運(yùn)卷為例進(jìn)行說明。該設(shè)備由立式安裝液壓缸和升降臺架組成。液壓缸立式安裝，最低時接卷，上移50mm卸卷小車從臺架中抽出，繼續(xù)上升到最高極限位置時卸卷。1#液壓步進(jìn)梁有固定梁、活動梁、橫移機(jī)構(gòu)、偏心升降機(jī)構(gòu)組成。由升降液壓缸帶動偏心機(jī)構(gòu)使步進(jìn)梁下降給定的行程，然后由橫移液壓缸帶動步進(jìn)梁在水平方向橫移給定的步長，升降缸返回使步進(jìn)梁上升到原位，橫移缸返回使步進(jìn)梁回到原位。每一個循環(huán)由下降、橫移、上升、返回組成。

5　結(jié)語

在鋼鐵熱軋工程中，西門子PLC通過現(xiàn)場總線系統(tǒng)可以將分散在設(shè)備前端的多種傳感、控制元件連接起來，通過各種工藝計算，最終實(shí)現(xiàn)了收集區(qū)的卸卷和運(yùn)卷等功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]周柏青,李方園.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[M].北京:中國電力出版社,2015.

[2]李方園,楊帆.西門子S7 PLC應(yīng)用簡明教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2013.

[3]李方園.圖解西門子S7-1200 PLC入門到實(shí)踐[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

李方園（1973-），男，浙江舟山人，高級工程師，畢業(yè)于浙江工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院工程碩士專業(yè)，長期從事于變頻器等現(xiàn)代工控產(chǎn)品的應(yīng)用與研究工作，現(xiàn)就職于浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

摘要：在鋼鐵熱軋工程的收集區(qū)中，設(shè)備眾多、控制復(fù)雜，需要實(shí)現(xiàn)卷取、退卷、換卷等相關(guān)任務(wù)。本文主要闡述了西門子PLC在鋼鐵熱軋工程收集區(qū)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：西門子PLC；ET200分布式I/O；熱軋工程；收集區(qū)

Application of Siemens PLC in the Collection Area of the Hot-rolled Steel Project

Abstract:In the collection area of hot-rolled steel project,with the feature of the numerousdevices,control complexity,the winding,unwinding,reel change and other related tasks are needed to be achieved.This paper describes the topic of application of Siemens PLC in the collection area of the hot-rolled steel project.

Key words:Siemens PLC; ET200 distributed I/O; Hot-rolled project; Collection area

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